硬盘怎么来存储数据（存储的定义硬盘）

机械硬盘（HDD）

1956年IBM历经五年的研究和开发，发布了世界上第一台计算机硬盘驱动器,轰动了整个科技界，这个开创性的硬盘驱动器称为IBM 350RAMAC。

当时的世界第一貌似总是伴随着体积与重量，这台长的像空调一样，令科学界疯狂的圆柱体，盘面直径为24英寸，拥有50片盘片，重达1顿左右，拥有着5MB的储存容量。在数据匮乏的当时，貌不惊人，体积巨大的350RAMAC，被应用于银行和医疗领域，为计算机发展掀开新的一页。

由于RAMAC体积过于庞大，性能低效等缺点，1973年IBM提出了“温切斯特（Winchester）“技术，并成功开发研制了一种新型的硬盘，如今我们所使用的机械硬盘的鼻祖——IBM 3340，又称“温彻斯特硬盘”。这个绰号，来源于他两个30MB的储存单元，恰是当时出名的“温彻斯特来福枪”的口径和填弹量。

至此，机械硬盘的基本架构就被确立。这种硬盘拥有几个同轴的金属盘片，盘片上涂着磁性材料。它们与能够移动的磁头共同密封在一个盒子里面，磁头从旋转的盘片上读出磁信号的变化。

时间来到1980年，就在IBM发布世界上第一块独立显卡的前一年，这个勇当世界第一的公司，又不甘寂寞的发布了世界上第一块真正意义上容量达到GB级别的硬盘——IBM 3380，容量达到了2.5GB。虽然容量上到了GB但不可避免的增大了体积与重量，IBM3380比冰箱大点，其重量超过450斤。

同年，两位前IBM员工创立的公司开发并推出了世界第一款5.25英寸的家用个人电脑硬盘 — ST 506，容量为5MB。而这个公司正是当今世界第一大硬盘制造公司 — 希捷。以及软盘与硬盘驱动器的发明人，希捷公司的创始人 — 阿兰·舒加特

20世纪80年代末，IBM公司推出MR（Magneto Resistive磁阻）技术，这种新型磁头采取磁感应写入、磁阻读取的方式，令磁头灵敏度大大提升，大幅度提高硬盘的工作效率，与此同时盘片的储存密度较之前的20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了数十倍，为硬盘容量的巨大提升奠定了基础。

1991年IBM应用该技术推出首款3.5英寸的1GB硬盘0663-E12。虽然在此之前1983年已经出现了第一款3.5英寸硬盘，但容量方面都没有突破GB，0663-E12是开创了民用级GB硬盘的先河，从此硬盘容量开始进入了GB数量级，3.5英寸的硬盘规格也由此成为现代计算机硬盘的标准规格。

1997年，“GMR巨磁阻效应磁头”诞生。2007年，硬盘突破TB级别容量。2012年第一块4TB硬盘现身。至此，机械硬盘的发展达到了最高点。

固态硬盘（SSD）

固态硬盘又叫固态驱动器（Solid State Drive），完全不同于机械硬盘，固态硬盘是由固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘。SSD由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。

固态硬盘最大的优势就是几乎没有寻道时间，固态硬盘在操作系统中就是一个普通的盘符，用户可以完全把它作为存储介质来使用。由于全部采用Flash存储介质，它内部没有机械结构，因此没有数据查找时间、延迟时间和寻道时间。众所周知，普通硬盘的机械特性严重限制了数据读取和写入的速度，电脑运行速度最大的瓶颈恰恰就是在硬盘上，所以固态硬盘的诞生，恰好能解决这一瓶颈。

固态硬盘是主控读写nandflash，机械硬盘是磁头读取转动的磁碟。且读写方式也有区别，固态硬盘是按位读写（这也是为什么240GB的写入速度没有480GB高的原因），而机械硬盘基本可以理解为顺序读写，这也是为什么固态硬盘不需要做磁盘碎片整理，而机械硬盘用久了就必须做一次磁盘碎片整理。

1984年，东芝发明闪存，1989年在世界上第一块固态硬盘出现，但一直到2006年3月，韩国电子巨头三星，才发布了一款32GB容量的固态硬盘电脑。紧随其后的2007年1月，闪迪公司发布了1.8寸32GB固态硬盘产品，同年3月又发布了2.5寸32GB型号。2009年，SSD开始了井喷式发展。到如今，固态硬盘的已经从标准的 SATA3 接口来到了 M.2 接口时代，体积更小容量更大速度更快的 M.2 PCIe 接口固态硬盘已经成为了主流，而在如今的速度时代，笨重且读写巨慢的机械硬盘，开始逐渐被取代。

使用寿命

机械硬盘就像一个精密封闭的光驱。 其工作原理是通过磁头找到高速旋转盘上的信息，完成数据交换工作。因其构造原理而不存在读写次数限制，但机械结构有使用寿命年限。机械硬盘寿命通常按年计算，时间过长性能会降低，有噪音。 但使用机械硬盘5到10年是完全没有问题的。

固态硬盘理论上寿命确实短于机械硬盘。固态硬盘是由闪存介质存储，主控制芯片控制工作。 闪存介质的功能是用集成电路替换光盘，通过连续充电和放电写入和读取数据，并通过主控芯片完成数据交换。 固态驱动器没有机械结构，也不需要寻道，但由于闪存芯片的充放电次数有限，每次读写都是充放电过程，因此固态硬盘的使用寿命主要受读写次数的影响。根据闪存芯片类型的不同（SLC、MLC、TLC以及QLC）固态硬盘读写可达到1-10万次，专业级可达百万次，使用寿命最短区间也可以达到5-10年。

机械还是固态？

从2012年开始，受限于机械硬盘的瓶颈难以突破，性能上升空间极为有限，又加上SSD这个大敌崛起机，机械硬盘技术的发展几乎是停滞的。SSD却开启了辉煌时代，技术开始突飞猛进，主控芯片和存储芯片的不断革新，带来的是更快的速度和更大的容量，虽然价格一直是SSD一大痛点，但追求极致的玩家却毫不吝啬。

60年发展史被短短6年颠覆？时间来到2018年，不可一世的SSD，发展也步入了瓶颈，NVME所带来的性能提升已经退去热度，SSD的发展似乎也步入了机械硬盘后尘，主控的优化、工艺的变化、成本的下降、寿命的减退都在同步进行着。但是即使如此，希捷、西数、日立等传统存储厂商依然在不遗余力地提升着机械硬盘的容量和性能。

在如今大数据时代，动辄10G的电影，对于价格偏贵容量受限的固态来说，性能不再是唯一衡量标准。硬盘对于电脑性能最直接的影响莫过于开机速度，“固态装系统，机械做存储”。已然成为如今最普遍的搭配方式。

结尾

机械硬盘体积，磁头和容量的变化，向我们展示了机械硬盘60多年发展史中技术不断的迭代更新。如今，磁盘的碟片技术、磁头技术方面没有突破性进展，更多的只是在靠堆碟片来发展容量，想要突破创新，难上加难。反之SSD则在体积上，性能上还有容量上不断突破，相信在不远的未来，将全面代替机械硬盘。未来，机械硬盘可能会像磁带，软盘一样逐渐的消失在人们的视线中。

但是…机械硬盘所抒写的历史，对计算机的发展，对于存储意义。将永远无法磨灭！

今天就聊到这里，想了解更多关于硬盘方面的知识。

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